一种多波束声呐主要声学指标的检测装置及检测方法与流程

技术特征：

1.一种多波束声呐主要声学指标的检测装置，其特征在于，包括消声水池，消声水池中安装有旋转装置和升降装置，所述旋转装置的底端安装有多波束换能器，其旋转平面与航迹线方向垂直，且沿水平方向发射；所述升降装置的底端安装有标准水听器，标准水听器连接有用于实时记录标准水听器端的开路电压幅值的信号采集器。

2.根据权利要求1所述的多波束声呐主要声学指标的检测装置，其特征在于，所述消声水池为在水池的所有面上挂满消声器、一个没有反射的开阔水域声场。

3.根据权利要求1所述的多波束声呐主要声学指标的检测装置，其特征在于，所述旋转装置在水平面内能够围绕其旋转轴自由旋转，所述升降装置能够在竖直面内沿铅垂线自由升降。

4.一种多波束声呐主要声学指标的检测方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的多波束声呐主要声学指标的检测装置，包括以下步骤：

步骤1：对多波束声呐的发射指向性进行检测，具体包括如下步骤：

步骤1.1：调节多波束声呐设备的包括频率、功率、脉宽、增益、门限在内的工作参数，使其正常、稳定发射脉冲信号，调节标准水听器，使其与多波束换能器大致处于同一水平面；

步骤1.2：通过旋转装置在水平面内将多波束换能器以一定的角度间隔旋转一周，记录每个角度位置处采集到的标准水听器的开路电压值，开路电压最大位置处即为声轴所在竖直面；

步骤1.3：将多波束换能器调节至步骤1.2所述的标准水听器的开路电压最大位置处，固定多波束换能器，调节标准水听器至声轴所在竖直面以下，然后以一定的间隔提升标准水听器至声轴所在竖直面以上，记录各个位置处的标准水听器的开路电压值，其中开路电压最大位置处即为声轴；

步骤2：对多波束声呐的接收指向性进行检测，具体包括如下步骤：

步骤2.1：将标准水听器换为标准声源，并调节升降装置使标准声源至声轴位置；

步骤2.2：通过旋转装置在水平面内以一定的角度间隔旋转多波束换能器；

步骤2.3：通过多波束采集软件接收不同角度位置处标准声源发射的信号，根据解析多波束原始记录数据可得每个角度处的反向散射强度值，从而得到多波束声呐接收指向性及其波束角；

步骤3：对数据进行预处理，具体包括如下步骤：

步骤3.1：设定脉宽时域，分离直达信号、反射信号以及折射信号；

步骤3.2：设计带通滤波器进行频域滤波，滤除谐波和脉宽内环境噪声或系统噪声；

步骤4：根据公式(1.1)，计算频率值；

$f=\frac{N*v}{n}=\frac{N}{T}---\left(1.1\right);$

其中，f为频率；N为一段时间T内的整周期个数；v为采样频率；n为N个周期内的采样点个数；

步骤5：根据公式(1.2)，计算多波束换能器的声源级；

SL＝20lge_s+20lgd-20lgM_s+120 (1.2)；

其中，SL为声源级，单位dB；e_s为声压有效值，单位V；d为标准水听器到多波束换能器的距离，单位m；M_s为标准水听器的接收灵敏度，单位V/Pa；

步骤6：计算波束角。

5.根据权利要求4所述的多波束声呐主要声学指标的检测方法，其特征在于，在步骤6中，具体包括如下步骤：

步骤6.1：将每个位置的脉冲信号幅值转化为声级值；

步骤6.2：将步骤6.1中的转化后的脉冲信号幅值减去全部声级值中的最大值，所得到的数值按顺序排列即可绘制指向性图，其主轴上最大响应声级值为0dB，其两侧方向上的声级值相对于-3dB所对应的开角即为波束角。